胶束强化超滤处理含镍废水的研究

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1、江南大学硕士学位论文胶束强化超滤处理含镍废水的研究姓名：王晨申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：孙余凭20060508摘要本文采用截留分子量40000的超滤膜，研究了胶束强化超滤(MEuF)法处理含镍废水的超滤特性，讨论了对表面活性剂和镍离予截留率及膜通量的影响因素。同时通过荧光光谱与激光光散射表征了表面活性剂与镍离子相互作用对超滤过程的影响。最后采用Dean旋流强化了MEuF过程。文中主要内容和研究结果如下：1．截留分子量为40000的超滤膜能将sDBs(十二烷基苯磺酸钠)胶束较好地截留，能用于本论文巾胶束强化超滤过程研究。用较低浓度的

2、sDBs处理低浓度含Ni”废水时，可获得高的Ni2+超滤截留率，当sDBs浓度为2．OmmoI，L时，Ni2+的截留率可达到99．05％，对应超滤透过液中Ni2+浓度为O．28m∥L，小于国家排放标准，经过简单处理可直接排放。当溶液pH值为9．56时，通量达到145．8L／m2．h。2．NPE(壬基酚聚氧乙烯醚)的加入对Ni2+的截留率影响不大，但可使得更多的SDBs单体参与形成胶束，能有效地降低SDBs—NPE—Ni”溶液超滤透过液中表面活性剂的含量，同时提高超滤通量。当sDBs浓度为2．0mmol几、Ni“浓度为O．5mmol，L、NPE含

3、量为O．4mmol，L时，表面活性剂超滤截留率可达到84．4％，此时透过液表面活性剂总浓度为O．374mmol／L，与未加入NPE时的1．152mmol／L相比，降低了67．5％，超滤通量为175．9L／m2-h。sEM照片显示，NPE的加入使得被超滤膜所截留物质的形态和大小发生了变化。NPE加入前截留物为晶状，加入NPE后截留物转变为凝胶状，且颗粒明显减小。3．荧光光谱研究表明sDBS与N．2+之间存在相互作用，非离子表面活性剂NPE与N．2+之间没有直接作用。通过荧光光谱的分析，发现在sDB卜NPE—Nr体系中，NPE的存在影响了sDBS与

4、N-2+的相互作用。当NPE浓度超过O．4mmol，L后，直接导致了Ni2+超滤截留率的下降，透过液中表面活性剂总浓度的升高。4．sDBs胶束在一定浓度范围内，水力学半径随溶液中N．2+浓度的提高而增大。在SDBs—_Ni”体系中，随sDBs胶束水力学半径的增大，超滤膜对SDBs及Ni”的截留率均有所提高，超滤通量相应下降。而在sDB洲PE—NP溶液中，胶束的水力学半径随NPE浓度的提高而减小，当胶束水力学半径为30．9lnm时，能得到较大N．2+超滤截留率与较小的超滤透过液表而活性剂总浓度和较大的超滤通量，此时对应NPE含量为0．4mmol／

5、L。5．通过对DeⅫ旋流理论分析可知，螺旋形膜的螺径越小、螺距越小、所选中空纤维膜内径越小、膜面剪切力越大都有利于强化超滤过程中的渗透通量。试验表明De∞旋流能有效强化溶液的超滤通量。当用螺旋形膜超滤sDBs-Ni”溶液时，25℃、试验压力为O．1MPa、超滤膜内径为O．8mm、流速为O．66lTl，s、螺距为lOmm、螺径为10mm时，通量达到315．9L／m2．h，比相同试验条件下的直形膜通量增大116．6％。通过研究剪切力对超滤截留率的影响，表明Dean旋流对超滤截留率的影响轻微，说明MEuF过程的截留率取决于表面活性剂胶束的尺寸和数量，

6、且截留基本为筛分机理。江南大学碗士学位论文关键词：表面活性剂；胶束；超滤；镍离子；Dean旋流。!!!!!：!!!AbstractThispaperdescribedthecharacterizationofmicellarenhancedultranItration(MEUF)processofwasteStreamscontainingNi2+．ThestudyincludedtherejectionofthesurfactantandNi2+andtheDerrneatefluxwithanultra行ltrationmembraneth

7、athadaMWCoof40000Dalton．TheinteractionbetweenthesurfactantandN一’wascharacterizedbythefluoreScencespect兀lmandLLs(1aserli曲terscatter．ng)．Thee仃ectsofinteractiononMEuFprocessweredjscussed．TheenhancementoftheMEUFprocessbyDeanvortices啪salsoinVestigated．ThemainDointswereasf’o¨ows：1

8、．TheultranltratjonmembmnethathadaMWCoof40000DaltoncouldreiectthemicellesofS